PRIMERA CLASE INGENIERIA EN BIOTECNOLOGÍA 2024.pdf

INGENIERIA EN BIOTECNOLOGÍA FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR Y RECURSOS BIOLOGICOS UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA 2024  QUÉ ES LA INGENIERIA EN BIOTECNOLOGÍA La Ingeniería en biotecnología es una disciplina que hace uso de los conocimientos desa...

INGENIERIA EN BIOTECNOLOGÍA FACULTAD DE CIENCIAS DEL MAR Y RECURSOS BIOLOGICOS UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA 2024  QUÉ ES LA INGENIERIA EN BIOTECNOLOGÍA La Ingeniería en biotecnología es una disciplina que hace uso de los conocimientos desarrollados por ciencias como la Biología, la bioquímica, la química, la microbiología, la genética, la bioinformática y la ingeniería, en combinación con aplicaciones tecnológicas. Su objetivo principal es utilizar seres vivos y los productos de su metabolismo (o parte de estos) para generar nuevos productos, para modificar a las especies o para desarrollar organismos (microorganismos, plantas y animales) con usos específicos para el beneficio del ser humano y medioambiente. Un Ingeniero en Biotecnología debe: Diseñar, optimizar, controlar y escalar, a los niveles eficientes biológica y económicamente, sistemas tecnológicos y bioprocesos que utilizan células y microorganismos para la producción de metabolitos y productos de interés industrial. Tener la habilidad de identificar y caracterizar organismos vivos de uso industrial y sus posibilidades en la elaboración de productos. Tener la capacidad de aislar y manipular biomoléculas y organismos a través del uso de técnicas de biología molecular, microbiología y bioquímica, con el fin de producir nuevos medicamentos, alimentos y mejorar el cultivo de plantas. Estar capacitado para mejorar la resistencia de los diferentes organismos vivos a las adversidades del clima. Estar preparado para prevenir y tratar desechos urbanos, industriales y agrícolas mediante procesos de bioremediación. Poder desarrollar juicios éticos sobre las distintas aplicaciones de la biotecnología. Biotecnología Requisitos La biotecnología utiliza células vivas, virus o productos sintetizados por éstas, como las enzimas. Las células pueden proceder de microorganismos como bacterias o levaduras y actualmente también de plantas o animales conocidos.  Función Uso de los seres vivos para producir y resolver necesidades. Uso de procesos biológicos para producir bienes y servicios. Bienes: Químicos, alimentos, combustibles y medicamentos. Servicios: tratamiento de residuos o control de la contaminación. La biotecnología es interdisciplinaria… Algunas ramas del conocimiento implicadas son: Microbiología Bioquímica Genética Biología Celular Química Ingeniería Bioprocesos Electrónica Informática Principios éticos de la Biotecnología Respeto a las personas Búsqueda del desarrollo sustentable, sostenible y responsable Transparencia y participación de la sociedad Decisiones basándose en los valores éticos y en evidencia científica Búsqueda de ejes comunes en el plano internacional. Ventajas de la Biotecnología 1. Bajo consumo energético 2. Facilidad de acceso a materias primas (producción in situ) 3. Especificidad 4. Sustentabilidad medioambiental Inconvenientes de la Biotecnología 1. Requerimiento de muy alta tecnología y personal altamente cualificado 2. Consecuencias biológicas y medioambientales difícilmente predecibles 3. Problemas éticos  Algunas aplicaciones Aplicaciones terapéuticas productos farmacéuticos: antibióticos, vacunas. Hormonas Terapias génicas Diagnósticos para salud humana para agricultura, ganadería, acuicultura ensayos para calidad de alimentos, ambiental Alimentación mejora de procesos tradicionales de obtención de alimentos y bebidas nuevos alimentos y bebidas nutracéuticos: alimentos con perfiles determinados de nutrientes, y para la mejora de la salud aditivos alimentarios Medioambiente tratamiento de residuos urbanos, agrícolas e industriales biorremediación y biorreparación producción de energía a partir de biomasa EMPLEO DE MICROORGANISMOS COMO UNIDADES DE PRODUCCIÓN VENTAJAS DE LOS MICROORGANISMOS COMO UNIDADES DE PRODUCCIÓN Rápido crecimiento debido a la favorable relación área/ volumen Diversidad metabólica Estabilidad genética Crecimiento en gran escala y separación fácil de productos y sustratos * Adaptabilidad a distintos ambientes y condiciones de crecimiento (sustratos sólidos, líquidos, frascos, fermentadores) Incrementar la productividad * Facilidad de manipulación genética Modificar los productos finales * Tecnologias limpias  PRINCIPALES ETAPAS DE UN PROCESO DE PRODUCCION Búsqueda y selección de microorganismos (“Screening”) Organismos mesofilos Organismos extremofilos SI BIEN LOS MICROORGANISMOS SON BUENOS PORDUCTORES DE UNA GRAN VARIEDAD DE COMPUESTOS, LOS PRODUCEN EN BAJA CANTIDAD, POR LO QUE SE REQUIERE : Aumentar los rendimientos mediante: Obtención de mutantes (tecnicas de mutagénesis, recombinación genética, fusión de protoplastos) Empleo de tecnología de DNA recombinante (para aumento del dosaje genético de enzimas claves, utilización de nuevos sustratos, etc). Diseño y selección de medios de cultivo que maximicen la produccion, disminuyan los costos o faciliten la recuperacion de productos. Diseño y selección de las condiciones y sistemas de cultivo mas convenientes TIPOS DE BIOTECNOLOGIA Biotecnología tradicional Utiliza técnicas tradicionales, sus principales productos son alimentos tales como como el pan, los quesos; saborizantes como el sillao, alcohol industrial, antibióticos y ácido cítrico. Biotecnología moderna Emplea técnicas novedosas de ingeniería genética para obtener organismos capaces de formar productos útiles en el campo de la industria, la salud y el medio ambiente. En este campo sobresale el cultivo de células y tejidos, la hibridación, la clonación, la terapia génica y el estudio de genomas. ÁREAS DE LA BIOTECNOLOGÍA Clasificación Biotecnología por Área profesional Biotecnología Industrial Biotecnología Ambiental Biotecnología Marina Biotecnología Humana. Biotecnología de los alimentos Biotecnología Agropecuaria (BT vegetal y animal) Biotecnología Industrial  Principales Técnicas utilizadas Genómica e Ingeniería Genética Proteómica o Tecnología de Proteínas Cultivo de células y producción de moléculas de ellas Separación y Purificación de Productos Tecnología de Biosensores Técnicas de proceso biotecnológicas: fermentación usando bioreactores, bioprocesamiento, biolixiviación, biopulping, biobleaching, biodesulfurizacion, biorremediacion, biofiltración y fitoremediación Nanobiotecnología: aplica las herramientas y procesos de nano/microfabricación para construir dispositivos para estudiar biosistemas y aplicaciones en drogas, diagnósticos, etc. Bioinformática: construcción de bases de datos en genomas, secuencias de proteínas, modelamiento de procesos biológicos complejos, incluyendo biología de sistemas. Biotecnología Medioambiental Biorremediación Uso de microorganismos vivos para el tratamiento y el control de la contaminación: Aire Agua Suelos Biotecnologia marina. Interacción bacteria - microalga en biopeliculas  Biopelículas Marinas Estimuladoras de la Inhibidoras del fouling fijación larval Aisladas desde Aisladas desde cohortes con óptima sustratos con escaso sobrevivencia fouling Microalgas Bioproductos Pigmentos 1. ( Astaxantina, B- Caroteno y Luteína)  Omega-3 ✓ BENEFICIOS EN LA SALUD HUMANA Proteínas ✓ COMPONENTE ESENCIAL LECHE MATERNA Lípidos Biodiesel Acuicultura BIOTECNOLOGÍA EN SALUD HUMANA… En el campo de la salud del ser humano, la biotecnología tiene diversas aplicaciones: la alimentación, la prevención de enfermedades hereditarias, la terapia génica y la producción de sustancias terapéuticas y de vacunas. Vacunas… Algunas vacunas se obtienen cultivando virus en células vivas en laboratorio. Los virus cultivados se recogen y se matan o debilitan para preparar la vacuna. Se trata de técnicas tradicionales. Terapia genica… Cuando una enfermedad es debida a un solo gen, sería posible curarla introduciendo el gen normal en la persona enferma. Este procedimiento se llama terapia génica y está en fase de investigación. Metodos diagnosticos… Por otro lado, el desarrollo de técnicas para el diagnóstico de enfermedades infecciosas o de desordenes genéticos es una de las aplicaciones de mayor impacto de la tecnología de ADN. Al utilizar las técnicas de secuenciación de ADN los científicos pueden diagnosticar infecciones víricas, bacterianas o mapear la localización específica de los genes a lo largo de la molécula de ADN en las células.  ❑Biotecnología Alimentaria Destaca el proceso de fermentación, con dos tipos principales: Fermentación alcohólica o etanólica. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc. Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible. El CO2 que se libera en este proceso es también el causante del esponjamiento de la masa de pan durante su fermentación. Fermentación láctica. En la fabricación de productos lácteos, como yogur, queso y otros lácteos fermentados (kéfir, kumis, etc.), así como en la elaboración de alimentos prebióticos y pro bióticos. ❑ Biotecnología agropecuaria Es el conjunto de las posibles aplicaciones de la biotecnología a las actividades productivas del ámbito agropecuario (agrícola y ganadero), utilizándose en varias vías de investigación: Plantas resistentes a insectos. Cultivos resistentes a los virus. Tolerancia a herbicidas. Mejora nutricional de los cultivos o bioenriquecimiento. Cultivos tolerantes a ciertos metales del suelo, como el aluminio. Organismos Modificados Genéticamente (OMG) o transgénicos.  LINKS RELACIONADOS CON ACTIVIDAD BIOTECNOLÓGICA EN CHILE https://innovacionchilena.cl/category/biotecnologia/ http://www.emol.com/noticias/tecnologia/2014/10/16/685425/chilenos-desarrollan- biotecnologia-con-plantas-que-descontaminan-zonas-mineras.html http://www.eleconomistaamerica.com/economia-eAm-chile/noticias/8407190/06/17/La- biotecnologia-chilena-ocupa-puestos-de-liderazgo-en-Latinoamerica.html https://www.rankia.cl/blog/ideas-emprendimiento-chile/3485832-5-emprendedores- chilenos-exitosos https://pulsosocial.com/2014/04/30/austral-bio-challenge-destaca-las-oportunidades-de-la- biotecnologia-en-chile/ http://www.centrobiotecnologia.CL http://www.dupont.cl/productos-y-servicios/industrial-biotechnology.html http://www.chilebio.cl/2015/07/27/sudamerica-apuesta-a-la-biotecnologia-agricola-y-los- cultivos-transgenicos/ http://ingenieria.uchile.cl/investigacion/centros-y-programas/103433/centro-de- biotecnologia-y-bioingenieria http://repositorio.uchile.cl/tesis/uchile/2011/ec-guana_m/pdfAmont/ec-guana_m.pdf http://www.chrysalis.cl/noticia/chile-radiografia-de-la-inversion-y-actores-en-biotecnologia/ http://www.knowledgeatwharton.com.es/article/biotecnologia-en-chile- buscando-el-impulso-de-la-mano-del-cobre-y-la-fruta/ http://www2.latercera.com/noticia/biotecnologia-la-alianza-entre-la-ciencia- y-negocios-para-el-desarrollo-de-nuevas-industrias-en-chile/ http://www.24horas.cl/tendencias/ciencia-tecnologia/conoce-a-los-seis- representantes-chilenos-del-mayor-evento-de-biotecnologia-del-mundo- 2393564# http://repositoriodigital.corfo.cl/bitstream/handle/11373/1281/Directorio% 20de%20Capacidades%20de%20investigacion%20en%20Chile.pdf?sequence =1 https://www.wika.cl/industries_pharmaceuticals_and_biotechnology_es_es. WIKA https://elpais.com/tag/biotecnologia/a http://www.aqua.cl/2017/12/18/empresas-europeas-biotecnologia-acuicola- buscan-invertir-chile/# http://www.bbc.com/mundo/noticias/2011/04/110418_verde_cactus_nopal _producir_energia_lh http://www.rallt.org/PAISES/LATINOAMERICA/CHILE/invest_biotecnolog.pdf http://www.biobiochile.cl/noticias/economia/negocios-y- empresas/2017/11/29/expertos-internacionales-daran-claves-para- competir-en-el-mercado-mundial-de-biotecnologia.shtml https://fch.cl/chile-potencia-de-antioxidantes/ http://www.consorciolechero.cl/chile/documentos/publicaciones/24junio/i mpacto-de-la-biotecnologia-en-el-sector-lacteo-potenciales-nichos-de- aplicacion-en-chile.pdf http://nbcpucv.cl/ http://centrodeinnovacion.uc.cl/ryan-bethencourt-destaca-potencial-chile- desarrollar-emprendimientos-biotecnologicos-impacto-mundial-llama- cientificos-pensar-grande/ http://chilecientifico.com/gapsummit-2017-los-desafios-de-la-biotecnologia- hoy/ http://www.monsantoglobal.com/global/ar/nuestros- compromisos/documents/newsletter-julio-2013.pdf http://www.naturalesudec.cl/coneib-2017-reunio-a-estudiantes-y-la- comunidad-en-torno-a-la-biotecnologia/